淺談生物化學設計性實驗開設中存在的問題

國家教育部審時度勢，在本科教學工作水平評估的指標體系中將實驗劃分為示范性、驗證性、綜合性和設計性四個類型，并對四個實驗類型給予了明確的界定。類型的劃分打破了實驗課程以驗證性為主的傳統模式，要求各類實驗課程今后應不斷提高設計性實驗的比例。從設計性實驗的界定來看，這類實驗要求教師只提出目的和條件，如何設計、如何實施等問題留給學生自行完成。與其它實驗類型相比，由于實驗是學生自己設計、自己實施，能夠自我發揮、自我實現，具有一定挑戰性，符合當代大學生的心理特點。因此，能夠激發他們對實驗的興趣，調動其主動性和積極性。通過充分發揮學生的主觀能動性，達到創新意識和創新能力的強化培養目的。

一、生物化學實驗現狀

生物化學是生物學科的重要基礎課程，具有很強的實踐性。生物化學實驗教學旨在通過實驗活動，加深學生對其基本原理的理解和運用，培養學生的觀察能力、操作能力、數據處理能力、創新能力和嚴謹的治學作風，為今后獨立進行科學研究打下堅實基礎，所以生物化學實驗中增開設計性實驗更具重要意義。然而，綜合全國各高校現行的生物化學實驗教學來看，目前開設的實驗項目多數以驗證性為主，由于驗證性實驗的原理、結果都是已知的，實驗步驟是老師設計好的，學生不用多想，按部就班去做就行，對學生缺乏刺激性、挑戰性，使他們處于被動狀態，在很大程度上忽視了他們主觀能動性的發揮，這與當代大學生的時代特點明顯錯位，造成缺乏主動思考，只是依葫蘆畫瓢，走個過程，做個報告，有個成績，極大地影響了學生創新能力的鍛煉，致使實驗效果不斷下滑。雖然，驗證性實驗是對基本技能的培訓，是其它實驗類型的基礎，應該受到重視，但隨著生物科學的不斷發展，更需要加強大學生創新意識和創新能力的培養，而上述狀況明顯不適應于時代發展對大學生的要求，更不能滿足大學生對生物化學新技術、新方法的掌握需求，因此調整生物化學實驗類型的比例，增開設計性實驗，對于全面提高生物類高級人才的思維能力和創新能力非常必要。

二、存在的問題

北方民族大學生命科學與工程學院針對生化實驗教學中存在的實際問題，開展了形式多樣的實驗教學改革和探索，特別是在設計性實驗項目的開設方面進行了大膽的嘗試，取得了不少寶貴經驗，同時也發現不少問題，該院在嘗試開設生物化學設計性實驗過程中所遇到的主要問題有以下幾個方面：

1 缺乏全面認識。傳統的實驗教學模式即一個班級——一個實驗——一個時間——一個設計——一個過程——一個結果，而設計性實驗是給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案加以實現的實驗即一個班級一個實驗——多個時間——多個設計——多個過程——多個結果，兩者相比，前者簡單易行、省時省物，后者復雜煩瑣、費時費工。相對來說，設計性實驗需要充足的實驗室、實驗設備、實驗儀器和齊全的藥品、試劑等，還需要教師付出大量的心血。顯然這類實驗的實施需要加大物力、財力、人力和精力的投入，投入的增多提高了教學成本，因此，使領導望而怯步，教師不愿涉足，造成這類實驗的開設工作進展緩慢。其原因還是缺乏對這類實驗的全面認識，只看到了成本、精力投入增多的一面，沒有看到它對當代大學生創新意識和創新能力培養具有重要作用的另一面。時代在變化，科技在發展，我們必須全面認識設計性實驗在培養大學生創新能力方面的重要作用，盡早做出明智的選擇，那就是加快設計性實驗的開設和不斷提高這類實驗的教學水平。

2 缺乏相關教材。綜觀目前我國高等院校生物化學實驗指導教材，可謂種類繁多，然而，其內容大同小異，都是以傳統的驗證性實驗項目為主，兼有少量演示性、綜合性實驗項目，設計性實驗項目幾乎沒有，如此的現狀也為這類實驗的開設增加了相當的難度。什么樣的題目適合于學生設計，開展哪些內容設計，如何引導學生進行設計，學生怎樣實施設計方案，教師如何安排這類實驗等等，這些問題是一般學校生物化學實驗教師難于解決完成的。要實現高等院校生物化學實驗由傳統的驗證性向現代的設計性轉變，就需要具有一定生物化學教學實力的學校關注和帶動，組織教學經驗豐富的教授、專家聯合攻關，加強此項課題的研究和成果積累，及時整理成熟材料，逐步建立和完善此類實驗教學體系，加速教材的出版發行，滿足生物化學實驗教學改革和現代生物高級人才培養的要求，推動我國高等教育事業不斷發展。

3 缺乏創新精神。創新是帶有氧氣的新鮮血液，沒有創新，就沒有生命。同樣，在生物化學實驗教學方面，沒有創新精神，就難于實現改革，就難于適應日新月異的生物技術變化。設計性實驗雖然要求教師只是提出實驗的目的和條件，看似簡單，并非簡單。沒有大量的知識積累和一定的創新精神，是難于做出準確的判斷，因此對教師提出了更高的要求。首先要投入相當的時間和精力，查閱相關資料，清楚哪些題目適合學生進行設計，涉及到哪些基本原理和基本知識，學生在設計選定實驗過程中會出現什么樣的問題，如何解決這些問題等等，其次實驗室有哪些設備、儀器，這些設備、儀器的性能怎么樣，會出現什么障礙，能否及時排除這些障礙等。上述問題教師必須做到全面了解，心中有數，并在此基礎上，精密籌劃，整體安排，實際預演，全程試運，才能做出能否實施的判斷。目前，大多數教師習慣采用傳統做法，以現成的實驗指導書為依據進行實驗輔導，輕車熟路，不需要花費多少精力，即可順利完成實驗教學任務。而設計性實驗的開設工作，不但要求教師投入相當的時間和精力，進行構思和安排，并要花費較多的時間進行多次設計和不同過程的實驗輔導，在許多方面還需要開展創新性的工作，這些問題給實驗教學工作增加了不少難度，因此，教師不愿開展此項工作。此種表現除缺乏對它的重要作用認識不足外，更重要的是缺乏大膽的創新意識和創新精神。

4 缺乏相應管理措施。設計性實驗要求教師在全面了解實驗的目的和條件的基礎上，精密籌劃，整體安排，實際預演，全程試運，開展創新性的工作，并要求教師花費較多的時間進行多次實驗輔導，無論在腦力，還是在體力方面都要付出較多的心血。商品時代，市場經濟，有多的付出，就應有多的回報，要多付出，就要有鼓勵。然而，由于種種原因，特別是實驗教學改革處于初期，面小影響小，還不能足以引起主要管理者的重視，因此，缺乏相應的鼓勵辦法和措施，造成有勞動，沒回報的現象，在一定程度上影響了教師的積極性。這就需要學校管理者，站的高看的遠，認清實驗教學改革的重要性，及時做出調整和部署，制定相應的對策，鼓勵有關教師積極開展這類實驗研究，早日實現生物化學設計性實驗的突破，為提高本科教育教學質量做出應有的貢獻。

綜上所述，開設生物化學設計性實驗是生物類本科教育適應科學發展必須做出的明智選擇，它是實現強化當代大學生創新能力培養的重要組成部分，應該受到各級教育部門、學校管理者及廣大教師的重視，我相信隨著大家認識的不斷提高，上述狀況會得到逐步改善，使生物化學實驗教學在培養適應時代的生物類高級人才方面發揮重要作用。